EMC信息存储与管理 Module 5

NAS的特点 （2）
• 优化的系统
特别为文件服务+ 备份 + 系统/备份/网络管理 + 安装/配置 而优化，并提供不同平台间数据共享功能，数据备份功能。
• 方便的容量扩充
极为方便的存储容量再现扩充，仅需占用部分IP资源就可 完成TB级的存储容量扩充，从而满足客户的存储需求。
• 整体拥有成本TCO低
SAN的特点
• （3）灵活的存储设备配置要求 • 主机和存储设备的分离是当今计算机发展的一大趋势。这主要是由于存
储容量的不断扩大，存储设备已不再是某个计算机的外设，而是很多计 算机的共享设备。采用SAN技术传输距离可达10千米。通过FC-AL的Hub 和Switch可以建立星型连接。在SAN上的设备、主机、存储设备和磁带设 备，不但在物理位置安排上十分灵活，而且可以将不同用途的设备划分 为不同的区，分别建立虚拟专用网。使得主机访问SAN上的存储设备十 分方便。 • （4）快速数据备份 • 数据备份对于大型存储设备是非常必要的，由于重要的数据都在存储设 备中，数据的丢失会造成不可估量的损失。所以在数据库等的应用中， 进行数据备份是必要的日常维护工作。传统的数据备份有两种方式，一 种数据备份是通过数据镜像的方法，将一个存储设备通过LAN/WAN镜像 到另一个存储设备，在一个存储设备上的数据修改要及时传输到另一个 存储设备上。极大地增加了LAN的负担。另一种数据备份是通过磁带， 备份时占用了大量的LAN资源，而且需要进行多个小时才能完成。存储 量越大备份的时间就越长。SAN提供了理想的快速备份工具，如果两个 存储设备（如一台磁盘阵列，一台磁带库）都在SAN上，进行数据备份 式镜像十分理想，可以不占用LAN/WAN的带宽，直接通过SAN存储网络 进行备份。如果进行磁带备份，还可以将要备份的设备隔离开来，不受 其它设备干扰。完全实现LAN free Backup。
• 从图中看到，NT服务器，SUN服务器，HP服务器各带一个磁盘阵列，磁
带库安装在HP服务器上，当服务器之间交换数据或向磁带库备份时，都 是通过局域网（LAN）进行，特别是当NT服务器和SUN服务器向磁带库备 份时，将占用大量的网络开销，严重影响网络的性能。传统的存储设备 一般都是SCSI接口，其带宽在40MB/s左右，传输较慢。这样，针对目前 的网络环境，下列的需求变得越来越迫切： • • 能够共享的大容量、高速度存储设备。 • • 不占用LAN资源的大量数据传输和备份。 • 通过上面的分析，一个概念呼之欲出：网络存储。这种网络不同于传统 的局域网和广域网，它是将所有的存储设备连接在一起构成存储网络. 目 前技术的发展已为我们提供了可能,光纤通道（Fibre Channel）的存储设 备(千兆速度的存取),光纤通道的Switch等设备的出现将存储领域推向了网 络化的新阶段。诞生了存储区域网（Storage Area Network）。
• 存储区域网络 (SAN) 可解决这些挑战
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直连存储（DAS）概况
• DAS（Direct Attached Storage）
直接附加存储、或称直连存储
直连存储架构
• 内置DAS • 外置DAS
直连存储的优势
相对廉价 使用熟练 广泛使用
直连存储的劣势
• 扩展性差
性能差 与LAN和应用相互形象 不能轻易和经济性地扩展 受连接距离限制 包含很多单点故障 管理困难
(3)交换网（Switch Fabric）-网状连接的SAN
一个复杂的SAN可以是由多个光纤通道交换器Switch，Hub和Bridge互连起 来的网络（Fabric）。Fabric switch是一个具有交换功能的，网口和网口之 间并行进行千兆传输的控制器。它类似于LAN中使用的Switch。 • 一个典型的光纤通道交换器（FC switch）提供8-16个网口，并且每个网 口是完全的千兆位速度。同以前用的以太网交换器（Ethernet switch）建 立的模式相仿，一个光纤通道交换器（FC switch）的网口可以支持一个 单个节点或多个节点的共享环。由于一个交换器（switch）为了正确地路 由每一个口信息帧，因此需要更强的处理能力，内存和微代码。多个交 换器连接起来形成了一个大交换网（fabric）。如图所示
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节点端口
• 提供物理接口来与其他节点通信 • 存在于
服务器中的 HBA 存储中的前端适配器
SAN概述
广义SAN： 支持多种协议的SAN
狭义SAN： FC-SAN
SAN（Storage Area Network）
存储区域网络、或称“第二网络”，“后端 网”
百度文库
什么是 SAN？
SAN
它是服务器和共享存储设备的高速、专用网络。
• 集中化存储和管理 • 支持在数据块级别跨多台服务器共享存储资源 • 使不断增长的存储需求与更好的规模经济有效结合 • 常见的 SAN 部署包括：
NAS概述
NAS（Network Attached Storage）
网络连接存储、或称网络附属存储
NAS拓扑结构
NAS的特点 （1）
• 系统无关：
支持CIFS, NFS, NetWare, FTP和HTTP多种文件及数据共享方式 支持Windows NT,Windows2000,Linux,UNIX(all kind of UNIX including
• SAN以光纤通道（FC）为基础,实现了存储设备的共享; 突破现有的距离限
制和容量限制;服务器通过存储网络直接同存储设备交换数据,释放了宝贵 的LAN资源。
SAN的特点
（1）大容量存储设备数据共享
• 在目前的计算机应用中，要求的存储量越来越大。如数据库中存储了大
量的图片文件，网络服务中存储了多个用户的多种数据，视频制作中有 大量的声音和图像文件等等都需要数百个GB甚至几个TB的磁盘存储容量。 SAN提供了大容量存储设备共享的解决方案。
第 1 课：FC SAN 概述
本课程将讲述下列主题： • FC SAN 的发展 • FC SAN 的组件 • FC 互连选项 • FC 端口类型
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业务需求和技术挑战
• 有效的信息管理解决方案必须：
向业务用户提供即时信息 提供灵活适用的存储基础架构
• DAS 环境中的信息管理挑战：
保持孤立和未充分利用的信息存储的爆炸式增长 新服务器和应用程序激增 在多台服务器间共享存储资源的复杂性 管理信息的成本较高
模块 – 5 光纤通道存储区域网络 (FC SAN)
模块 5：光纤通道存储区域网络
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模块 5：光纤通道存储区域网络 (FC SAN)
学完本模块后，您将能够： • 介绍 FC SAN 及其组件 • 介绍 FC 体系结构 • 介绍 FC SAN 拓扑和分区 • 介绍 SAN 环境中的虚拟化
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模块 5：光纤通道存储区域网络 (FC SAN)
SAN的几种主要形式
• SAN主要包括以下几种连接方式：点对点（Point to Point），
• •
仲裁环（Arbitrated Loop），和交换网（Switch Fabric）。 （1）点对点的SAN 点对点的SAN是在两个设备间的简单的专用连接，一般用于 一台服务器和一台存储设备。这种连接适用于极小的服务器/ 存储设备的配置。一般情况下，点对点连接不使用可以在设 备间传输一组光纤通道（FC）协议的集线器（Hub），而是 直接通过介质（铜缆或是光纤）从一个设备连接到另一个设 备。如图所示。
AIX),AS400,Novell等操作系统。 支持不同系统间对同一份数据的共享。
• 简便的安装与管理
出场预装OS及相关软件，并进行软硬件预设置 支持基于Web的GUI远程管理
• 强大的系统备份与恢复功能
功能强大的SnapShot系统备份功能，对系统进行时点即时快照 支持文件或系统的全面恢复 结合磁带备份设备对客户数据进行完整的备份与保护。
SAN
Fibre Channel(光纤通道协议) Fibre Channel-to-SCSI 一个专用的基于光纤通道的存储网络 关键数据库应用处理 集中数据备份 灾难恢复，强化存储 高可用性，数据传输可靠 降低网络流量，灵活配置 高性能，伸缩性强 集中管理，多厂商支持
协议
应用
优势
了解光纤通道
• 高速网络技术
光纤通道 (FC) SAN：使用 FC 协议进行通信 IP SAN：使用基于 IP 的协议进行通信
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•
现在的计算机网络系统，基本都是以服务器为中心的处 理模式，存储设备（包括磁盘阵列，磁带库，光盘库等）作 为服务器的外设使用，例如我们经常见到这样的典型应用： 在一个计算机网络系统中，有三个服务器，其中一个NT服务 器，一个SUN Solaris服务器，一个HP UX服务器，分别带有各 自的存储设备，其结构如图所示。
SAN的特点
• （5）兼容以前的存储设备 • 新建立的SAN不但可以连接光纤通道设备，而且可以连接SCSI设备。有两
种类型的Bridge可以完成FC到SCSI的变换。主机模式的FC-SCSI Bridge可以 将计算机通过SCSI接口连接到光纤通道SAN上。存储模式的FC-SCSI Bridge 可以将SCSI存储设备，如外接磁盘，磁盘阵列和磁带机及带库连接到光 纤通道SAN上。这样保护了用户以前的投资。
最新 FC 实施最高支持 16 Gb/s 的速度,提供3200MB/S的吞吐率。
• 高可扩展性
理论上可容纳约 1500 万台设备
虚拟机管理程序
网络
IP
FC SAN
客户端
应用程序服务器
存储阵列
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FC SAN 的组件
• 节点（服务器和存储）端口 • 缆线 • 连接器 • 互连设备，如 FC 交换机和集线器 • SAN 管理软件
• （6）数据的高可靠性和安全性
• 数据的可靠性和安全性，在当前的应用中显得十分重要。存储设备中的
单点故障可能引起巨大的经济损失。在以前的SCSI设备中，
• SCSI的损坏可能引起多个存储设备失效。在SAN中可以采用双环的方式，
建立存储设备和计算机之间的多条通路。提高了数据的可用性。建立虚 拟专用网络可以提高数据的可靠性和安全性；同时在SAN中也可以通过 建立双机容错，多机集群，实现RAID校验等方式进一步保证数据的安全 性和作业的连续性。
网络存储 知识点
网络存储技术主要有
SAN（存储区域网）基于光纤通道的、面向数据块的存储， 是当前最先进也最昂贵的网络存储技术
NAS（网络附加存储）是在TCP/IP协议基础上提供文件的存
取服务。
网络存储 技术对比
项目
NAS
TCP/IP,iSCSI 在一个IP网络中进行访问的基于 文件的存储设备 文件共享（NFS或CIFS） 小数据块远程传输 特定的只读数据库访问 文件级访问，中高性能 交叉平台文件共享 易于使用、管理，成本较低 快速、简单的部署
在IT投资预算紧缺的情况下满足客户的存储需求。
NAS的优势
访问快 可扩展性能好 使用灵活 性能可靠 易于安装和管理 成本低、廉价
NAS的劣势
本身是性能瓶颈 不适用于数据库应用
SAN定义 SAN = Storage Area
Network (存储区域网 络)
是一种基于光网的特殊
的后台数据存取网络 提供了一个性能稳定的 数据高速存取平台
• （2）高速计算机要求高速存储设备通道 • 计算机主频每年都要翻一倍，内存容量和存储设备容量也在不断提高。
这就要求存储设备的传输速度必须适应计算机整体性能。光纤通道正是 为了打破这一瓶颈提出来的。SAN采用光纤网，不但提供了主机和存储 设备之间Gigabit/s的高速互连，而且在设备数量（可达数十个）和传输 距离上（可达10千米）有较大的提高。对于基于Client/Server或 Internet/Intrannet结构的大容量数据的频繁访问及快速处理，奠定了完备 的物理基础。
（2）仲裁环（FC-AL）-星形连接的SAN 早期实现版本，演化为企业级SAN。
• SAN的基本形式是光纤通道仲裁环FC_AL（Fibre Channel
Arbitrated Loop），它是一个具有千兆位传输速率的可共享 介质，它可以连接多达127个节点，每个节点也可以连接到 交换网(switched fabric)上。